Efnisyfirlit
1. Flöskuháls í varmadreifingu í gervigreindarflögum og bylting kísilkarbíðefna
2. Einkenni og tæknilegir kostir kísilkarbíð undirlags
3. Stefnumótandi áætlanir og samstarfsþróun NVIDIA og TSMC
4. Innleiðingarleið og helstu tæknilegar áskoranir
5. Markaðshorfur og aukning á afkastagetu
6. Áhrif á framboðskeðjuna og afkomu tengdra fyrirtækja
7. Víðtæk notkun og heildarmarkaðsstærð kísillkarbíðs
8. Sérsniðnar lausnir og vöruþjónusta XKH
Flöskuhálsinn á varmaleiðni framtíðar gervigreindarflögu er að yfirstíga með kísilkarbíði (SiC) undirlagsefnum.
Samkvæmt erlendum fjölmiðlum hyggst NVIDIA skipta út milliefninu í háþróaðri CoWoS umbúðaferli næstu kynslóðar örgjörva sinna fyrir kísilkarbíð. TSMC hefur boðið helstu framleiðendum að þróa sameiginlega framleiðslutækni fyrir SiC milliefni.
Helsta ástæðan er sú að afköst núverandi gervigreindarflögu hafa lent í líkamlegum takmörkunum. Þegar afköst skjákorta aukast, þá krefst samþætting margra flögu í sílikon millistykki afar mikilla varmadreifingar. Hitinn sem myndast innan flögunnar er að nálgast mörk sín og hefðbundin sílikon millistykki geta ekki tekist á við þessa áskorun á áhrifaríkan hátt.
NVIDIA örgjörvar skipta um efni til að dreifa varma! Eftirspurn eftir kísilkarbíði undirlagi mun aukast hratt! Kísilkarbíð er hálfleiðari með breitt bandgap og einstakir eðliseiginleikar þess veita honum verulega kosti í öfgafullu umhverfi með mikilli orku og miklum varmaflæði. Í háþróaðri GPU-umbúðum býður það upp á tvo kjarnakosti:
1. Hitadreifingargeta: Að skipta út kísillmillistykki fyrir SiC millistykki getur dregið úr hitaviðnámi um næstum 70%.
2. Skilvirk aflgjafararkitektúr: SiC gerir kleift að búa til skilvirkari, minni spennustýringareiningar, stytta verulega aflgjafaleiðir, draga úr rafrásartapum og veita hraðari og stöðugri straumsvörun fyrir álag með gervigreind.
Þessi umbreyting miðar að því að takast á við áskoranir í varmaleiðni sem stafa af stöðugri aukningu á afli GPU og veita skilvirkari lausn fyrir afkastamiklar tölvuflísar.
Varmaleiðni kísilskarbíðs er 2-3 sinnum hærri en kísils, sem bætir skilvirkni varmastjórnunar á áhrifaríkan hátt og leysir vandamál með varmadreifingu í öflugum örgjörvum. Framúrskarandi varmaafköst þess geta lækkað tengihitastig GPU-örgjörva um 20-30°C, sem eykur verulega stöðugleika í aðstæðum með mikla tölvuvinnslu.
Innleiðingarleið og áskoranir
Samkvæmt heimildum í framboðskeðjunni mun NVIDIA innleiða þessa efnislegu umbreytingu í tveimur skrefum:
•2025-2026: Fyrsta kynslóð Rubin skjákortsins mun enn nota sílikon millistykki. TSMC hefur boðið helstu framleiðendum að þróa sameiginlega tækni til framleiðslu á SiC millistykki.
•2027: SiC millistykki verða formlega samþætt í háþróaða umbúðaferlið.
Þessi áætlun stendur þó frammi fyrir mörgum áskorunum, sérstaklega í framleiðsluferlum. Hörku kísillkarbíðs er sambærileg við demant, sem krefst afar háþróaðrar skurðartækni. Ef skurðartæknin er ófullnægjandi getur SiC-yfirborðið orðið bylgjað og gert það ónothæft fyrir háþróaðar umbúðir. Búnaðarframleiðendur eins og japanska DISCO eru að vinna að því að þróa nýjan leysiskurðarbúnað til að takast á við þessa áskorun.
Framtíðarhorfur
Eins og er verður SiC millilagstækni fyrst notuð í fullkomnustu gervigreindarflögum. TSMC hyggst setja á markað 7x reticle CoWoS árið 2027 til að samþætta fleiri örgjörva og minni, sem eykur flatarmál millilagsins í 14.400 mm², sem mun auka eftirspurn eftir undirlögum.
Morgan Stanley spáir því að mánaðarleg framleiðsla á CoWoS umbúðum á heimsvísu muni aukast úr 38.000 12 tommu skífum árið 2024 í 83.000 árið 2025 og 112.000 árið 2026. Þessi vöxtur mun auka beint eftirspurn eftir SiC millistykki.
Þó að 12 tommu SiC undirlag séu dýr um þessar mundir er búist við að verð lækki smám saman niður í sanngjarnt stig eftir því sem fjöldaframleiðsla eykst og tæknin þroskast, sem skapar skilyrði fyrir stórfelldar notkunarmöguleika.
SiC millistykki leysa ekki aðeins vandamál varðandi varmadreifingu heldur bæta einnig verulega samþættingarþéttleika. Flatarmál 12 tommu SiC undirlaga er næstum 90% stærra en 8 tommu undirlaga, sem gerir einum millistykki kleift að samþætta fleiri Chiplet einingar og styðja þannig beint kröfur NVIDIA um 7x reticle CoWoS pökkun.
TSMC vinnur með japönskum fyrirtækjum eins og DISCO að því að þróa tækni til framleiðslu á millistykki úr SiC. Þegar nýr búnaður verður kominn á sinn stað mun framleiðsla á millistykki úr SiC ganga betur fyrir sig og búist er við að fyrsta skrefið í þróun háþróaðra umbúða verði árið 2027.
Knúið áfram af þessum fréttum stóðu hlutabréf tengd SiC sig vel 5. september, þar sem vísitalan hækkaði um 5,76%. Fyrirtæki eins og Tianyue Advanced, Luxshare Precision og Tiantong Co. náðu daglegu hámarki, en Jingsheng Mechanical & Electrical og Yintang Intelligent Control hækkuðu um meira en 10%.
Samkvæmt Daily Economic News hyggst NVIDIA skipta út milliefninu í háþróaðri umbúðaferli CoWoS fyrir kísilkarbíð í þróunaráætlun sinni fyrir næstu kynslóð Rubin örgjörva til að bæta afköst.
Opinberar upplýsingar sýna að kísillkarbíð býr yfir framúrskarandi eðliseiginleikum. Í samanburði við kísilltæki bjóða SiC-tæki upp á kosti eins og mikla aflþéttleika, lítið aflstap og einstakan stöðugleika við háan hita. Samkvæmt Tianfeng Securities felur uppstreymis SiC-iðnaðarkeðjan í sér undirbúning SiC-undirlags og epitaxial-skífna; miðstraumurinn felur í sér hönnun, framleiðslu og pökkun/prófun SiC-aflgjafa og RF-tækja.
Notkunarsvið SiC eru víðtæk og ná yfir tíu atvinnugreinar, þar á meðal ný orkutæki, sólarorkuver, iðnaðarframleiðslu, samgöngur, fjarskiptastöðvar og ratsjár. Meðal þessara atvinnugreina verður bílaiðnaðurinn aðalnotkunarsvið SiC. Samkvæmt Aijian Securities mun bílaiðnaðurinn árið 2028 standa undir 74% af heimsmarkaði fyrir SiC-tæki í raforkuframleiðslu árið 2028.
Samkvæmt Yole Intelligence var heildarmarkaðurinn fyrir leiðandi og hálf-einangrandi SiC undirlag 512 milljónir og 242 milljónir árið 2022, talið í sömu röð. Gert er ráð fyrir að árið 2026 muni heimsmarkaðurinn fyrir SiC ná 2,053 milljörðum, þar af 1,62 milljörðum og 433 milljónum Bandaríkjadala, talið í sömu röð. Gert er ráð fyrir að samsettur árlegur vöxtur (CAGR) fyrir leiðandi og hálf-einangrandi SiC undirlag frá 2022 til 2026 verði 33,37% og 15,66%, talið í sömu röð.
XKH sérhæfir sig í sérsniðinni þróun og alþjóðlegri sölu á kísilkarbíði (SiC) vörum og býður upp á fulla stærð frá 2 til 12 tommur fyrir bæði leiðandi og hálf-einangrandi kísilkarbíð undirlag. Við styðjum persónulega sérstillingu á breytum eins og kristalstefnu, viðnámi (10⁻³–10¹⁰ Ω·cm) og þykkt (350–2000μm). Vörur okkar eru mikið notaðar á háþróuðum sviðum, þar á meðal nýjum orkugjöfum, sólarorkubreytum og iðnaðarmótorum. Með því að nýta okkur öflugt framboðskeðjukerfi og tæknilega aðstoðarteymi tryggjum við skjót viðbrögð og nákvæma afhendingu, sem hjálpar viðskiptavinum að bæta afköst tækja og hámarka kostnað kerfisins.
Birtingartími: 12. september 2025